Geri Dön

Akıllı limanlarda siber güvenlik risklerinin mekânsal ve sistematik analizi

Spatial and multi-method analysis of cybersecurity risks in smart ports

PDF İndir

  1. Tez No: 1015999
  2. Yazar: ZÜHAL ÖZYILMAZ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ GİZEM KAYİŞOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Denizcilik, Deniz Bilimleri, Coğrafya, Marine, Marine Science, Geography
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Denizcilik Çalışmaları Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
  12. Bilim Dalı: Denizcilik Çalışmaları Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Akıllı limanlar, lojistik akışlarını kolaylaştırmak ve liman operasyonlarını daha verimli yürütmek amacıyla otomasyon, yapay zekâ, büyük veri, nesnelerin interneti ve blokzincir gibi gelişmiş teknolojileri benimseyen limanlar olarak tanımlanmaktadır. Bu teknolojik dönüşüm limanların performansını artırırken aynı zamanda yeni güvenlik açıklıklarını da beraberinde getirmektedir. Teknolojinin yaygın kullanımı, limanları yalnızca fiziksel değil aynı zamanda dijital sistemler üzerinden işleyen kritik altyapılar hâline getirmiştir. Günümüzde siber saldırılar yalnızca bilgi sistemlerine yönelik teknik müdahaleler olarak görülmemekte aksine liman operasyonlarını, lojistik akışları, tedarik zinciri sürekliliğini ve ekonomik istikrarı etkileyebilen tehditler olarak değerlendirilmektedir. Bu nedenle denizcilikte siber güvenlik yalnızca bilgi güvenliği ile sınırlı kalmayıp operasyonel süreklilik, ekonomik güvenlik ve emniyet açısından kritik bir risk yönetimi alanı olarak öne çıkmaktadır. Denizcilikte siber güvenlik, gemi ve liman operasyonlarını destekleyen bilgisayar tabanlı sistemlerin, dijital veri akışlarının ve ağ tabanlı süreçlerin yetkisiz erişim, kayıp, bozulma veya ele geçirilme gibi tehditlere karşı korunmasını ifade etmektedir. IMO tarafından yayımlanan rehberler siber risk yönetiminin emniyet yönetim süreçleri içinde değerlendirilmesi gerektiğini vurgulamış ve siber risklerin ISM Kodu çerçevesinde ele alınmasını teşvik etmiştir. Böylece siber güvenlik, stratejik ve kurumsal bir yönetim konusu hâline gelmiştir. Sonuçta çok sayıda paydaşın ortak dijital altyapıları paylaştığı akıllı liman ekosisteminde yaşanan bir siber olay, sadece tek bir sistemi sekteye uğratmakla kalmayıp tüm liman işleyişini sarsacak boyutlara ulaşabilmektedir. Akıllı liman siber güvenliği konusunda önemli araştırma boşlukları bulunmaktadır. Mevcut çalışmaların ağırlıklı olarak belirli teknolojilere ve saldırı türlerine kısıtlı kalması, literatürün genel gelişim eğilimlerinin ve yapısal haritasının sistematik biçimde incelenmesini zorlaştırmaktadır. Ayrıca akıllı limanlarda siber risklerin operasyon odaklı ve sistematik biçimde değerlendirilmesine yönelik yöntemler sınırlıdır. Bu tez çalışmasının amacı, akıllı limanlarda siber güvenlik risklerini hibrit ve çok boyutlu bir yöntemle analiz ederek küresel ölçekte siber risk örüntülerini ortaya koymaktır. Çalışma üç aşamada yürütülmüştür. İlk aşamada akıllı liman siber güvenliği literatürü bibliyometrik analiz yöntemiyle incelenmiş ve araştırma eğilimleri ortaya konmuştur. İkinci aşamada akıllı liman teknolojilerinde ortaya çıkabilecek siber tehditler FMEA yöntemi kullanılarak belirlenmiş ve önceliklendirilmiştir. Son aşamada ise akıllı limanların siber risk seviyeleri; Bayes Ağı modeli, analitik hiyerarşi süreci, bulanık olasılık tahmini, benzerlik temelli risk aktarımı ve Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) gibi yöntemler kullanılarak değerlendirilmiştir. Bu kapsamda dünya genelinde belirlenen 85 akıllı liman analiz kapsamına dahil edilmiştir. Bibliyometrik analiz sonuçları, akıllı liman siber güvenliği literatürünün özellikle 2017 sonrasında hızla geliştiğine dikkat çekmektedir. Mevcut çalışmaların büyük ölçüde teknik güvenlik konularına odaklandığı, yönetim ve sosyo-teknik boyutların ise daha sınırlı ele alındığı görülmektedir. FMEA analizi, akıllı limanlarda siber riskin yalnızca teknik zafiyetlerden değil aynı zamanda insan hataları ve kurumsal eksikliklerden de kaynaklandığını ortaya koymuştur. Özellikle oltalama saldırıları, zararlı yazılımlar ve taşınabilir medya kullanımı önemli risk faktörleri arasında yer almaktadır. Bulgular, siber güvenliğin yalnızca teknik önlemlerle değil eğitim, farkındalık ve kurumsal idare mekanizmalarıyla birlikte ele alınması gerektiğini göstermektedir. Bayes Ağı ve CBS yöntemleriyle, akıllı liman siber riskleri olasılıksal ve mekânsal olarak analiz edilmiştir. Analiz sonuçları, limanlar arasındaki siber risk farklılıklarının dijitalleşme düzeyi, operasyonel yapı, güvenlik önlemleri ve küresel ağlardaki konumuyla doğrudan ilişkili olduğunu ortaya koymuştur. Bayes modelinin doğrudan uygulanamadığı limanlar için geliştirilen Ağırlıklı Benzerlik Tabanlı Risk Transferi (WSERT) yaklaşımı sayesinde veri eksikliği bulunan limanlar için tamamlayıcı risk tahminleri yapılmış ve 85 limanı kapsayan karşılaştırılabilir bir küresel risk görünümü elde edilmiştir. Mekânsal analiz bulguları, siber risklerin dünya genelinde standart bir kümelenme göstermediğini, aksine ana ticaret rotaları ve küresel ağlara entegre merkez limanlarda yoğunlaştığını ortaya koymaktadır. Kernel yoğunluk analizleriyle özellikle Asya-Pasifik, Kuzey Avrupa, Basra Körfezi ve Amerika'nın batı kıyıları gibi bölgelerde belirgin risk yoğunlukları tespit edilmiştir. Ortaya çıkan bu mekânsal dağılış, siber riskin yalnızca coğrafi yakınlıkla değil, limanların dijital altyapıları, ticari entegrasyonları ve jeostratejik konumlarıyla doğrudan ilişkili olduğunu açıkça yansıtmaktadır. Sonuç olarak bu tez, akıllı limanlardaki siber riskin salt teknik açıklardan ibaret olmanın ötesine geçerek dijitalleşme, kurumsal yönetim, operasyonel bağımlılık ve küresel lojistik ağlarla şekillenen çok boyutlu bir güvenlik meselesi olduğunu kanıtlamaktadır. Akıllı limanların güvenli ve sürdürülebilir biçimde faaliyet gösterebilmesi, gelişmiş teknolojilerin güçlü güvenlik politikaları ve risk temelli stratejilerle desteklenmesine bağlıdır. Dijitalleşen dünyada siber dayanıklılık artık bir tercih değil, küresel tedarik zincirinin sürekliliği için bir zorunluluktur.

Özet (Çeviri)

Smart ports are defined as ports that adopt advanced technologies such as automation, artificial intelligence, big data, the Internet of Things, and blockchain in order to enhance operational efficiency and facilitate logistics flows. While this digital transformation improves the overall performance of ports, it simultaneously introduces new security vulnerabilities. The widespread use of advanced technologies has transformed ports into critical infrastructures that operate not only through physical systems but also through complex digital networks. Today cyberattacks are no longer perceived as technical intrusions targeting information systems. Rather, they are increasingly recognized merely as threats capable of disrupting port operations, logistics flows, supply chain continuity, and even regional economic stability. Consequently, cybersecurity in the maritime domain extends beyond traditional information security concerns and has emerged as a critical risk management issue encompassing operational continuity, economic security, and safety. In the maritime sector, cybersecurity refers to the protection of computer-based systems, digital data flows, and networked processes that support ship and port operations against threats such as unauthorized access, loss, manipulation, or takeover. Guidelines published by the IMO emphasize that cyber risk management should be integrated into existing safety management processes and encourage the consideration of cyber risks within the framework of the ISM Code. As a result, cybersecurity has evolved into a strategic and organizational management issue rather than a purely technical concern. Within the smart port ecosystem, where multiple stakeholders rely on shared digital infrastructures, a cyber incident affecting a single system can quickly escalate and disrupt not only port operations but also regional and global supply chains. Despite the growing importance of this issue, major research gaps remain in the field of smart port cybersecurity. A substantial portion of the existing literature focuses primarily on specific technologies or particular types of cyberattacks, which makes it difficult to systematically examine the overall development trends and structural dynamics of the field. First, many studies concentrate on individual technologies, attack types, or isolated case studies, leaving the broader knowledge structure, conceptual directions, and research evolution insufficiently explored. Second, there is a limited number of methodological approaches capable of systematically evaluating cyber risks in smart ports from an operational perspective. Third, the global spatial distribution of cyber risks, their regional concentration patterns, and their relationships with major maritime trade corridors have not been sufficiently investigated. The main objective of this thesis is to analyze cybersecurity risks in smart ports through a hybrid and multidimensional methodological framework and to reveal global cyber risk patterns. The research was conducted in three main stages. In the first stage, the smart port cybersecurity literature was examined using bibliometric analysis in order to identify major research trends and intellectual structures within the field. In the second stage, potential cyber threats associated with smart port technologies were identified and prioritized using the Failure Modes and Effects Analysis method. In the final stage, the cyber risk levels of smart ports were evaluated through an integrated framework combining a Bayesian Network model, expert-based weighting, fuzzy probability estimation, similarity-based risk transfer, and spatial analysis based on Geographic Information Systems. Within this scope, a total of 85 smart ports across the world were included in the analysis. The results of the bibliometric analysis indicate that the smart port cybersecurity literature has expanded swiftly, particularly after 2017. Existing studies largely focus on technical security aspects, while managerial and socio-technical dimensions remain relatively underexplored. This finding suggests that future research should increasingly tackle governance structures, organizational practices, and human factors alongside technical cybersecurity measures. The FMEA analysis reveals that cyber risks in smart ports do not originate solely from technical vulnerabilities but also from human errors and organizational deficiencies. In particular, phishing attacks, malicious software, and the use of portable media devices emerge as considerable risk factors. These findings demonstrate that cybersecurity should not be addressed exclusively through technical safeguards. Instead, it requires a comprehensive approach that also includes training programs, awareness initiatives, and institutional governance mechanisms. Through the integration of Bayesian Network modeling and GIS-based spatial analysis, cyber risks in smart ports were examined from both probabilistic and spatial perspectives. The results show that cyber risk levels vary significantly among ports and are closely associated with factors such as the level of digitalization, operational structure, security controls, and the position of ports within global maritime networks. Within this framework, key cybersecurity controls related to information technology and operational technology systems were evaluated, comprising network segmentation, credential management, the principle of least privilege, monitoring of network operations, remote access control, network isolation, and incident response planning. The effectiveness of these controls was assessed through a set of fundamental performance indicators, namely confidentiality, integrity, availability, utility, authenticity, resilience and safety. For ports where the Bayesian model could not be directly applied due to data limitations, a complementary estimation approach called the Weighted Similarity-Based Risk Transfer (WSERT) method was developed. This approach enabled the estimation of cyber risk levels for ports with incomplete datasets and allowed the construction of a comparable global cyber risk profile covering all 85 ports included in the study. The spatial analysis results reveal that cyber risk does not exhibit a classical statistically significant clustering pattern at the global scale. Instead, risk tends to concentrate along major maritime trade corridors and in highly connected smart port regions. The Global Moran's I analysis did not indicate statistically significant spatial autocorrelation. However, kernel density maps revealed notable concentrations of cyber risk in regions characterized by dense global trade networks, particularly in the Asia-Pacific region, Northern Europe, the Persian Gulf, and the west coast of the Americas. These findings indicate that cyber risk cannot be explained solely by geographic proximity. Instead, it should be understood in relation to multiple factors, including digital infrastructure capacity, logistics network integration, trade volume, and geostrategic location. From a theoretical perspective, this study demonstrates that smart port cybersecurity constitutes an interdisciplinary research field that encompasses not only technical dimensions but also managerial and spatial aspects. From a methodological standpoint, the study proposes a multilayered research framework that integrates bibliometric analysis, FMEA, the Analytic Hierarchy Process, fuzzy probability estimation, Bayesian Network modeling, WSERT, and GIS-based spatial analysis. In conclusion, this thesis demonstrates that cybersecurity risks in smart ports extend far beyond purely technical vulnerabilities. Rather, they constitute a multidimensional security challenge shaped by digitalization, institutional governance, operational interdependencies, and global logistics networks. Ensuring the secure and sustainable operation of smart ports requires that advanced technologies be supported by robust security policies and risk-based strategies. In an increasingly digitalized world, cyber resilience is no longer an optional capability but a fundamental requirement for maintaining the continuity of global supply chains.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    552715

    Antecedents and consequences of cyber security awareness: A case study for maritime sector

    Siber güvenlik farkındalığının öncülleri ve sonuçları: Denizcilik sektörü için bir vaka çalışması

    GİZEM YÜKSEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Denizcilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ PELİN BOLAT

  2. Tez No

    981466

    Akıllı lojistik: Konteyner limanlarında kapsamlı gelişim için stratejik bir çerçeve

    Smart logistics: A strategic framework for comprehensive development in container ports

    OMAR EMAD ADDİN OMAR MUSTAFA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    DenizcilikDokuz Eylül Üniversitesi

    Deniz İşletmeleri Yönetimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DİDEM ÖZER ÇAYLAN

  3. Tez No

    807248

    Digital twin-enabled intelligent attack detection mechanisms for autonomous networks

    Otonom ağlar için dijital ikiz destekli akıllı saldırı tespit mekanizmaları

    YAĞMUR YİĞİT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BERK CANBERK

  4. Tez No

    802003

    Limanlarda etkinliğin artırılmasında akıllı lojistik başarı kriterlerinin ağırlıklandırılması ve en ideal süreç yönetimi yaklaşımının seçimi: Samsun ili örneği

    Weighting of smart logistics success criteria in increasing efficiency at ports and choosing the most ideal process management approach: The case of Samsun

    BUĞSE NUR KÜÇÜK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    İşletmeGiresun Üniversitesi

    Uluslararası Ticaret ve Lojistik Yönetimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SELÇUK KORUCUK

  5. Tez No

    1018380

    Akıllı marinaların hukuki açıdan değerlendirilmesi

    A legal assessment of smart marinas

    GÖKER TATAROĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    HukukAnkara Sosyal Bilimler Üniversitesi

    Bilişim ve Teknoloji Hukuku Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN KOÇAK

    DOÇ. DR. GÜLFER MERİÇ

Geri Dön